香根草生態技術綜合治理東川小白泥溝泥石流示范研究

許圓圓，于良君，張 強，韓慕萍，崔紅偉

(1.昆明中稷遠創科技有限公司，云南昆明650233;2.云南農業大學，云南昆明650204;3.云南興環科技公司，云南昆明650034)

小白泥溝是小江流域重要的泥石流溝，為了減輕泥石流危害，保護生態環境，控制泥沙向金沙江轉移，在多年研究探索的基礎上，利用香根草生態技術對小白泥溝泥石流進行綜合治理，并對其生態恢復、水土保持效果進行研究，以期為東川乃至世界泥石流治理作出貢獻。

1 材料和方法

1.1 研究區環境概況

研究區位于東川縣阿旺鎮小白泥溝，約2hm2的泥石流堆積區。年平均氣溫14.9℃，極端最高氣溫31.5℃，極端最低氣溫－7.8℃。年平均降水量約為1000.5mm，月最大降雨量208.3mm，日最大降雨量153.3mm，降雨主要集中在5—9月。年日照時2327.5h，年蒸發量1856.4mm。最大風速40m/s，多西南風，相對濕度76%。區內光熱資源豐富，但水熱失調，降雨分配不均，是當地生態修復的主要限制因素。

研究區及周圍生態修復以前，植被覆蓋率極低，絕大部分地表基本無植被存活。由于長久的泥石流沖刷，地表已經無土壤覆蓋，30cm深度之內，均為大小石礫，利用普通方法無生態修復的可能性。

1.2 香根草生態技術簡介

香根草 (Vetiveria zizanioides L.)為禾本科巖蘭草屬的一種多年生草本植物，因其發達的根系及極強的生態適應性，近年來被廣泛應用于水土保持、道路塌方滑坡治理、生態環境治理、退化生態系統的恢復、富營養水體的凈化，以及對重金屬和污染物的生物恢復和土壤基質的改良等方面［3～6］。

香根草生態技術是利用香根草抗旱耐瘠、抗污吸污、抗病蟲害、耐粗放管理的特性，在特別惡劣的土壤環境下加入微生物菌肥及土壤改良劑等專利產品，增強香根草的耐性及適應性，促進香根草成活，為植被多樣性恢復創造土肥條件，進而促進土著植物的恢復。

1.3 香根草生態技術治理泥石流方案

選擇1a以上株齡的香根草，經分苗及根部處理后放置待種。種植前為了提高香根草成活率，使用合適的保水材料及土壤改良劑，香根草種植后，澆足定根水。技術路線如圖1所示。

1.4 后期生態恢復效果實驗

1.4.1 土質改良效果分析實驗

1.4.1.1 樣品采集及處理

首先，政府需要深刻認識鄉村旅游所帶來的機遇與挑戰，化被動為主動，積極開展相關工作；其次，深入了解當地固有的自然資源，探索如何將其優勢實現最大化；再者，根據如今鄉村旅游業的現狀，分析潛在游客市場，進行全局統一規劃，指導鄉村旅游的可持續發展。

種植1a后，對香根草種植區及對照區的土壤按照0～20cm、20～40cm土層采集樣品，棄去動植物殘體等雜質，風干后研磨粉碎分別過1mm和0.25mm尼龍篩，保存備用［7］。

1.4.1.2 樣品分析方法

土壤全N采用半微量凱氏法測定，堿解氮采用堿解擴散法測定。

土壤全P用NaOH熔融－鉬銻抗比色法測定，速效P用NaHCO3法測定。有機質采用重鉻酸鉀容量法－外加熱法。速效鉀采用NH4OAc浸提，火焰光度法。

1.4.2 土著群落構建效應分析方法

香根草種植1a后，測定種植區的植被覆蓋率，在土著植物長勢好的地方，設置3個5m×5m的樣方，分別鑒定恢復的植物種類。

1.4.3 水土保持效應分析方法

在項目區內建設徑流監測小區3處，并設置對照區1處。長×寬為4m×2m，面積8m2，雨季過后測定實驗區和對照區的泥土沖刷量。

2 結果分析

2.1 土質改良效應

在香根草種植1a后，對項目區及對照區的土壤進行了采樣分析，檢測分析在昆明光寶生物技術工程有限公司經過國家CMA認證的實驗室內進行。結果表明，對于0～20cm及20～40cm土層，種植區相比于對照區，全氮、堿解氮、全磷、速效磷、有機質及速效鉀的含量均有所提升(表1)。

對于種植區，全磷及速效鉀含量為0～20cm土層大于20～40cm土層，其余4項指標均為20～40cm大于0～20cm土層。而對照區也呈現相同的規律 (表1)。

表1 香根草種植區與對照區各營養元素含量對比

2.2 土著群落構建效應

香根草種植1a后，香根草成活率達到了80%以上，種植區內植被覆蓋率達到了85%，且種植區內出現了4種土著植被，以草本植物扭黃茅(Heteropogon contortus(L.)Beauv.)為優勢種，其他有旱茅(Eremopogondelavayi(Hack.)A.Camus)、黃背草 (Themeda triandra var．japonica(Willd.)Makino)及蕓香草 (Cymbopogon distans(Nees)A.Gamus)，4種植物耐貧瘠性及耐旱性均較好。

2.3 水土保持效應

雨季過后，對比種植區及對照區的土壤沖刷量，對照區樣方8m2的面積都被沖刷到，且是連片沖刷，而種植區總沖刷面積為2m2，且是點式沖刷。從沖刷深度及沖刷量來看，種植區的沖刷量及深度也遠小于對照區。綜合面積及深度，種植區的土壤沖刷量僅為對照區的10%，極大程度地減少了水土流失。

3 結論及討論

(1)在多年探索經驗積累的基礎上，利用香根草生態技術對小白泥溝泥石流堆積區進行了生態治理示范，1a后對其治理效果進行分析。從分析結果可以看出，香根草生態技術用于泥石流生態恢復是可行的，香根草在自身成活的基礎上，能保持水土、改善土壤養分條件、為其他植物存活創造較好的生存環境，是一種較好的先鋒植物。

(2)香根草之所以能在如此惡劣的地區成活且長勢較好，是因為其發達的根系，香根草根系一般達2m以上，目前最長記錄為泰國的5.2m。發達的根系深扎入地，可吸取地層深處的水分及營養物質供自身生長，從而可以在貧瘠、干旱的環境中存活。

(3)東川乃至世界泥石流危害日趨嚴重，如今當務之急是采取有效的治理及恢復措施。在此示范研究的基礎上，我們將加大對泥石流堆積區生態恢復的研究，以建立一種成熟的治理模式。

［1］莫美仙，張世濤，李杏茹．昆明東川城區后山泥石流特征及成因分析［J］．中國地質災害與防治學報，2006，12(4)．

［2］羅正東．東川生態環境建設與泥石流綜合治理 ［J］．水土保持研究，2003，10(4):234－237．

［3］陳凱，胡國謙，饒輝茂，等．紅壤坡地柑桔園栽培香根草的生態效應 ［J］．生態學報，1994，14(3):249－254．

［4］夏漢平，束文圣．香根草和百喜草對鉛鋅尾礦金屬的抗性與吸收差異研究［J］．生態學報，2001，21:1121－1129．

［5］ National Research Council．Vetiver Grass:A Thin Green Line A-gainst Erosion［M］．Washington D C:Nati onal Academy Press，1993．

［6］ Summer felt S T，Adler P R，Gleen D M，et al．Aquacul ture sludge removal and stabilization within created wetlands［J］．Agricultural Engineering，1999，(19):81 －92．

［7］曹雪琴，萬軍偉，陳雯，等．土壤元素背景值的研究－以南方某區域為例 ［J］．安全與環境工程，2009，16(2):27－32．